Датчик пульсаций электропроводности жидкости Советский патент 1988 года по МПК G01R27/22 

Изобретение от}юсится к технике гидрофизических измерений и может быть использовано в морской кондуктометрии для исследования динамики океана, в экспериментальной гидродинамике для измерений параметров тур- булентности, в метрологии в качестве образцового средства для градуировки и поверки рабочих средств измерения средних и пульсационных значений удельной электрической проводимости.

Цель изобретения - повышение точности и чувствительности измерений.

На чертеже схематически изображен датчик пульсаций.

На границах потока 1 расположены электроды 2, заключенные в диэлектрический цилиндрический корпус 3. В месте соприкосновения корпуса 3 с по- током 1 установлены преломляющие линзы 4, проводимость материала которых не более чем на порядок отличается от проводимости исследуемой жидкости, при этом плоскости линз 4 ориен- тированы перпендикулярно оси корпуса 3. Линзы 4 установлены на доста- точном удалении от исследуемого объема (зоны) 5 во избежание искажений структуры потока 1 . Электродь 2 че- рез регистратор 6 тока пoдключe rы к источнику 7 напряжения. Напряжение последнего контролируется регистратором 8.

Диэлектрические трубки, охватывающие электроды 2, формируют однородно электрическое поле в пространстве между поверхностями электродов 2 и линз 4. Это пространство может быть заполнено жидкостью текущего потока 1. Линзы 4 могут быть плосковогнутыми, плосковыпуклыми, а также иметь двустороннюю кривизну.

При прохождении линий плотности тока через плоскость линзы 4 изменяется только тангенциальная составляю щая вектора плотности тока (согласно соотношениям Максвелла, определяющим поведение векторов электрического ho ля на границе раздела двух сред с различными значениями проводимостей) поэтому кривизна поверхности линзЫ 4 и отношение значения ее проводимости к проводимости жидкости потока 1 выбраны такими, чтобы входящий в жид кость поток линий вектора плотности тока оказался сходящимся к оси линзы, т.е. линза 4 является собирающей

0 5 0

л

0

5

для линий плотности тока, протекающих через ее плоскость.

Поскольку дивергенция вектора i /плотности тока равна нулю (линии вектора плотности тока не могут пересекаться), то на некотором расстоянии от линзы 4 сходящийся поток линий плотности тока начинает расходиться, образуя некоторую область сгущения, характеризующуюся наибольшей неоднородностью электрического поля.

Расстояние между линзами 4 должно соответствовать двойному фокусному расстоянию каждой линзы. В этом случае достигается наибольшее сгущение линий вектора плотности тока. В зоне 5 оказывается сосредоточенньм практически все сопротивление жидкости между электродами 2, поэтому зона 5 и является зоной максимальной чувствительности устройства.

Поток 1 при прохождении зоны 5 не испытывает искажений, и пульсации удельной электропроводности вызьшают изменение показания регистратора 6, с высокой достоверностью отражая процессы, происходящие в потоке 1 .

Чувствительность предлагаемого датчика высока, так как в зоие максимальной чувствительности поток 1 не испытывает торможения и именно через эту зону 5 полностью проходят измеряемые неоднородности, не изменяя траекторий движения. Дополнительное увеличение чувствительности происходит за счет изменения траекторий линий тока в зоне 5 при прохождении не- однородности с отличающимся значением удельной электропроводности.

Для обеспечения наилучшего соби- , рающего действия линз 4 их показатель преломления должен соответствовать показателю оптических линз, т.е. проводимость материала линз 4 должна не более чем на порядок отличаться от проводимости жидкости потока I. В этом случае для расчета исследуемого объема 5 можно применять известные соотношения их геометрической оптики, а для изготовления линз 4 целесообразно копирование оптических систем.

Формула изобретения

Датчик пульсаций электропроводности жидкости, содержащий два дисковых параллельно и соосно расположенных электрода в цилиндрическом кор-

313706124

пусе, отличающийся тем,ческие стаканы, обращенные открытыми

что, с целью г1овышения точности икраями друг к другу, а линзы установчувствительности измерений, он снаб-лены параллельно электродам на краях

жен двумя сферическими линзами, при-. диэлектрических стаканов между электчем электроды заключены в диэлектри-родами и исследуемой жидкостью.

Изобретение относится к области гидрофизических измерений. Датчик пульсаций электропроводности жидкости имеет цилиндрический корпус 3 и дисковые параллельно и соосно расположенные электроды (Э) 2, сферические линзы (СЛ) 4, регистратор 6 тока, источник 7 напряжения, регистратор 8. Расстояние между СЛ 4 должно соответствовать двойному фокусному расстоянию каждой СЛ 4. В этом случае достигается наибольшее сгущение линий вектора плотности тока. В зоне 5 оказывается сосредоточенным практически все сопротивление жидкости между Э 2, поэтому зона 5 и является зоной максимальной чувствительности датчика. Повышаются точность и чувствительность измерений. 1 ил. 2 (Л Од О О) tc